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压阻式加速度计双端固支梁结构的设计与分析

传感器技术 2003年第10期22卷 30-32页

作者：王伟郝雁中国电子科技集团公司第四十九研究所黑龙江哈尔滨150001

介绍一种压阻式加速度计双端固支梁的结构,并建立其三维实体有限元模型。分析了在惯性载荷作用下的弹性梁的应力及应变,并对弹性结构进行了模态分析。讨论影响灵敏度、固有频率等主要指标的因素,用有限元方法进行分析、模拟,以达到优化... 详细信息

介绍一种压阻式加速度计双端固支梁的结构,并建立其三维实体有限元模型。分析了在惯性载荷作用下的弹性梁的应力及应变,并对弹性结构进行了模态分析。讨论影响灵敏度、固有频率等主要指标的因素,用有限元方法进行分析、模拟,以达到优化设计的目的。

关键词：压阻式加速度计弹性粱双端固支梁有限元分析应力弹性结构

基于SOI的低横向灵敏度压阻式加速度计的设计

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微纳电子技术 2019年第6期56卷 466-472页

作者：林立娜梁庭李鑫杨娇燕李奇思雷程中北大学电子测试技术重点实验室太原030051 中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室太原030051

提出了一种非同一平面的双弯曲梁的压阻式加速度计,在加速度作用下该结构梁的质心与质量块的质心对齐,从而实现低横向效应。利用SOLIDWORKS软件建立了结构模型,并用Comsol仿真软件和有限元ANSYS仿真软件对其进行静态分析、模态分析和电... 详细信息

提出了一种非同一平面的双弯曲梁的压阻式加速度计,在加速度作用下该结构梁的质心与质量块的质心对齐,从而实现低横向效应。利用SOLIDWORKS软件建立了结构模型,并用Comsol仿真软件和有限元ANSYS仿真软件对其进行静态分析、模态分析和电学性能分析。分析了影响频率和灵敏度的相关参数,对加速度计的结构参数进行了优化。设计了一套版图以及工艺加工方案,采用微电子机械系统(MEMS)标准工艺完成了加速度计的制备。最后进行精密离心机测试,结果表明该结构的加速度计具有较低的横轴灵敏度,其中X轴的横向灵敏度为0.078%,Y轴的横向灵敏度为0.002%,比较高的主轴灵敏度,Z轴灵敏度为0.64 mV/g。

关键词：压阻式加速度计微电子机械系统(MEMS) 绝缘体上硅(SOI) 低横向灵敏度有限元仿真

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基于压阻式加速度计的金属掩膜层图形化

微纳电子技术 2017年第5期54卷 360-363页

作者：任建军石云波孙亚楠冯恒振康强中北大学电子测试技术重点实验室太原030051 中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室太原030051

干法刻蚀是压阻式加速度传感器制备中的关键工艺,金属掩膜层的图形化对刻蚀结果尤为重要。金属掩膜层图形化的效果影响着压敏电阻条的刻蚀效果,进而影响传感器性能。利用磁控溅射在Si和SiC衬底上分别溅射金属Al和Ni作为金属掩膜层,并对... 详细信息

干法刻蚀是压阻式加速度传感器制备中的关键工艺,金属掩膜层的图形化对刻蚀结果尤为重要。金属掩膜层图形化的效果影响着压敏电阻条的刻蚀效果,进而影响传感器性能。利用磁控溅射在Si和SiC衬底上分别溅射金属Al和Ni作为金属掩膜层,并对二者的图形化效果进行对比,同时借助激光共聚焦扫描显微镜(CLSM)观察分析金属腐蚀速率、图形化后结构的形貌、线宽损失等参数。实验证明:对于小结构(线宽小于50μm)而言,金属Al由于致密性不好,图形化后的结构模糊不规则;金属Ni作为掩膜层图形化后的结构形貌清晰、形状规则、线宽损失小。

关键词：金属掩膜金属图形化磁控溅射压阻式加速度计 SiC

基于4H-SiC的开槽四梁式压阻式加速度计设计及仿真研究

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仪表技术与传感器 2024年第2期 11-14,35页

作者：白贵文田学东雷程梁庭中北大学省部共建动态测试技术国家重点实验室陕西华燕航空仪表有限公司

基于4H-SiC设计了一种开槽四梁式的压阻式加速度计,通过分析开槽位置、开槽大小对传感器灵敏度及固有频率的影响确定了开槽的相关参数,并对该结构采用有限元方法进行了热-力耦合仿真,确定了该结构在不同温度场下施加不同载荷时的理论电... 详细信息

基于4H-SiC设计了一种开槽四梁式的压阻式加速度计,通过分析开槽位置、开槽大小对传感器灵敏度及固有频率的影响确定了开槽的相关参数,并对该结构采用有限元方法进行了热-力耦合仿真,确定了该结构在不同温度场下施加不同载荷时的理论电压输出。研究结果表明:该结构相较于传统双端四梁结构输出灵敏度提升51.4%,固有频率仅下降14.2%,在ANSYS 600℃的稳态温度场环境下,传感器输入载荷与输出电压成线性关系,理论满量程输出为39.71 mV。

关键词： 4H-SiC 开槽压阻式加速度计有限元方法热-力耦合仿真

基于4H-SiC的低横向灵敏度压阻式加速度计设计仿真研究

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仪表技术与传感器 2024年第8期 1-5页

作者：白贵文雷程梁庭王丙寅赵艳栋中北大学微纳器件与系统教育部重点实验室内蒙古动力机械研究所

文中基于4H-SiC设计了一种开槽式低横向灵敏度压阻式加速度计,通过分析支撑梁位置及开槽尺寸对加速度计性能的影响确定了相关结构参数,并对该结构采用有限元方法进行了热-力耦合仿真,确定了该结构在600℃温度场中施加不同载荷时的理论... 详细信息

文中基于4H-SiC设计了一种开槽式低横向灵敏度压阻式加速度计,通过分析支撑梁位置及开槽尺寸对加速度计性能的影响确定了相关结构参数,并对该结构采用有限元方法进行了热-力耦合仿真,确定了该结构在600℃温度场中施加不同载荷时的理论电压输出。研究结果表明:该结构相较于已有的双端四梁结构X轴方向的横向灵敏度由3.3%降至2.6%,Y轴方向横向灵敏度由29.9%降至1.5%,传感器芯片在600℃高温环境下输入载荷与输出电压呈线性关系,100 g载荷下的理论输出电压为3.65 mV。

关键词： 4H-SiC 低横向灵敏度压阻式加速度计有限元方法热-力耦合仿真

用MAX1457实现对硅压阻式加速度计的温度补偿

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计量与测试技术 2005年第4期32卷 6-7页

作者：李慧敏袁丽冬中国电子科技集团公司第四十九研究所黑龙江哈尔滨150001

本文介绍了传感器信号处理器MAX1 4 57的主要功能及其用于对硅压阻式加速度计进行温度补偿的系统组成、补偿方法等。并通过实际补偿结果表明,利用MAX1 4 57对硅压阻式加速度计进行热零点漂移补偿和热灵敏度漂移补偿,有效提高了压阻式加... 详细信息

本文介绍了传感器信号处理器MAX1 4 57的主要功能及其用于对硅压阻式加速度计进行温度补偿的系统组成、补偿方法等。并通过实际补偿结果表明,利用MAX1 4 57对硅压阻式加速度计进行热零点漂移补偿和热灵敏度漂移补偿,有效提高了压阻式加速度计的温度稳定性。

关键词：压阻式加速度计 MAX1457 温度补偿硅漂移补偿信号处理器温度稳定性主要功能补偿方法热灵敏度传感器

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一种高量程压阻式加速度计的静态测试方法

功能材料与器件学报 2002年第3期8卷 289-292页

作者：黄全平陆德仁中国科学院上海微系统与信息技术研究所上海200050

介绍了一种简单而有效的天平方法来检测高量程微机械加速度传感器芯片的静态特性。设计了一种新结构,上面带有压敏电阻,用该方法测量到的静态特性和理论结果比较,两者基本一致,芯片的静态输出特性在测量限20000g(g为重力加速度)内呈直线... 详细信息

介绍了一种简单而有效的天平方法来检测高量程微机械加速度传感器芯片的静态特性。设计了一种新结构,上面带有压敏电阻,用该方法测量到的静态特性和理论结果比较,两者基本一致,芯片的静态输出特性在测量限20000g(g为重力加速度)内呈直线,非线性为1%左右,灵敏度与理论值在20%的偏差内一致。由于其操作简单、低廉且有较高的分辨率,这种方法适合于平板型高量程压阻式加速度传感器芯片封装前进行抽样检测。

关键词：静态特性压阻式加速度计薄板

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压阻加速度计的Au-Si共晶键合

Journal of Semiconductors 2003年第3期24卷 332-336页

作者：王翔张大成李婷王玮阮勇李修函王小保杜先锋北京大学微电子学研究所北京100871

通过将压阻加速度计上帽与结构片的键合 ( 36 5℃保温 10min) ,再进行下帽与结构片的键合 ( 380± 10℃保温2 0min) ,成功进行了三层键合 .测得的键合强度约为 2 30MPa.硅片基体 /SiO2 /Cr/Au层和硅片之间键合时 ,SiO2 溶解而形成CrSi2... 详细信息

通过将压阻加速度计上帽与结构片的键合 ( 36 5℃保温 10min) ,再进行下帽与结构片的键合 ( 380± 10℃保温2 0min) ,成功进行了三层键合 .测得的键合强度约为 2 30MPa.硅片基体 /SiO2 /Cr/Au层和硅片之间键合时 ,SiO2 溶解而形成CrSi2 硅化物 .共晶反应因Cr层而被推迟 ,键合温度高出共晶温度 2 0℃左右 ,从而避免了由于Au元素向硅中扩入而造成的污染 ,进而避免可能造成的对集成微电子器件性能的影响 .试验还证明硅基体 SiO2 /Cr/Au/Poly Si/Au键合层结构设计模型也遵循这一键合过程中的原子扩散理论 .

关键词：金硅共晶键合压阻式加速度计封装

用于高冲击检测硅基三轴集成压阻式MEMS加速度芯片的建模与仿真

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传感技术学报 2012年第1期25卷 11-19页

作者：刘勐张威郝一龙北京大学微电子研究院微米／纳米加工技术国家级重点实验室北京100871

主要讨论硅基单芯片集成的三轴压阻式MEMS加速度计芯片的建模与仿真。通过有限元软件ANSYS建立的结构模型可以较好的理解和分析所要设计的加速度芯片在承受任意不同轴向加速度所产生惯性力时的静态表现。利用有限元软件ANSYS我们详细分... 详细信息

主要讨论硅基单芯片集成的三轴压阻式MEMS加速度计芯片的建模与仿真。通过有限元软件ANSYS建立的结构模型可以较好的理解和分析所要设计的加速度芯片在承受任意不同轴向加速度所产生惯性力时的静态表现。利用有限元软件ANSYS我们详细分析了各个悬臂梁在承受不同轴向惯性力时的应力变化,确定出敏感电阻的位置。通过LS-DYNA软件对所设计的加速度计芯片进行了不同方向撞击刚性墙时的器件受力分析,分析结果表明所设计的结构在理论上是可行的。

关键词：压阻式加速度计有限元软件硅惯性力惠斯登电桥